Parity(奇偶校驗)和ECC（錯誤檢查和糾正）

Parity(奇偶校驗)

1、什麼是parity？

奇偶校驗是一種資料校驗機制，用于判斷資料在存儲過程中是否發生了比特位錯誤。常用于存儲結構中，如RAM。存儲結構的最小單元為“位元組”，即Byte。每個位元組含有8比特，另外增加1比特作為校驗位。如下圖（1）所示，校驗位為是以比特位異或産生，即當8比特有奇數個1時，校驗位為1，當有偶數個1時校驗位為0。

存儲資料時，會對8比特資料進行異或運算得到校驗位y0，并且随8比特資料一塊存到RAM中。

當讀取存儲資料時，會對讀出的8比特資料進行異或運算得到新的校驗位y1，并與校驗位y0進行對比，如果y1和y0不一緻，則表示資料存取不一緻，出現錯誤。

校驗位：         y=x0^x1^x2^x3^x4^x5^x6^x7

2、parity有什麼特點：

優點：

結構簡單，隻需異或計算就可以實作，資料量小時（8比特）實作代價小。

缺點：

1、不能修正錯誤：隻知道8比特中有部分比特發生錯誤，無法判斷哪幾個比特發送錯誤。

2、有偶數個比特位時，無法判斷出錯。如下圖所示，x5和x2均發生變化時，校驗位仍未1，無法檢測出錯誤。

3、資料位寬較大時實作代價大：如1024比特資料，需要256bit的校驗位。

X7

X6

X5

X4

X3

X2

X1

X0

y

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

ECC（錯誤檢查和糾正）

1、什麼是ECC

通過上面的分析我們知道Parity機制是通過在原來資料位的基礎上增加一個資料位來檢查目前8位資料的正确性，随着資料位每增加8比特，檢驗位需要增加1比特。當資料量為256位元組時，需要256個比特位，并且出錯的資料無法恢複。由此，一種存儲檢錯糾錯機制出現了，這就是ECC。ECC同樣通過增加校驗位來進行錯誤判斷，但是能夠進行錯誤糾正。

2、ECC有什麼特點：

優點：

1）：大量資料位實作代價低：8比特資料需要5個校驗位，256位元組（256*8比特）的資料值需要5個列校驗位和11行校驗位

2）能夠糾正錯誤：在記憶體中ECC能夠容許錯誤，并可以将錯誤更正，使系統得以持續正常的操作，不緻因錯誤而中斷

缺點：

1）：隻能修複1比特錯誤

當資料隻有單比特錯誤時，ECC能夠進行錯誤修複；超過2比特的資料錯誤，将無法修複，ECC隻能輸出多比特錯誤信号。

2）：不保證能檢測超過2比特的錯誤

超過2比特的錯誤不一定能檢測出來

 3、ECC是如何實作的：

實作細節

為什麼能夠單比特糾錯

為什麼不能糾正兩比特的資料

為什麼不能保證檢測出多比特資料？

https://blog.csdn.net/qq_30866297/article/details/52104197--ECC原理

https://blog.csdn.net/nhczp/article/details/1700031

Parity與ECC的應用場景

在IC設計中RAM子產品輸出信号有Parity信号和ECC信号。

parity 信号表示RAM中寫入的資料data_in跟讀出的資料是否一緻。

ECC負責糾錯，能夠修正1bit的資料。

Parity是同一個data所有比特的異或，在data_in寫入的時候進行異或計算得到parity_in，同時寫入到RAM中，讀出data的得到data_out，對data_out進行異或計算得到parity_out，若parity_out與parity_in不相等，則表示資料有錯誤

https://blog.csdn.net/ysmz4/article/details/9309287

https://blog.csdn.net/nhczp/article/details/1700031